南京焊接研讨会的问题答疑(节选)
Replies to the Questions from Nanjing Welding Seminar
赵孟显Zhao Mengxian

在本文中,简要解答了在2010南京焊接研讨会上提出的在ASME BPV规范第IX卷中的有关问题。
In this paper,we briefly reply to the questions in Section IX of ASME BPV Code from 2010 Nanjing Welding Seminar

ASME第IX卷,焊接评定,规范
ASMESection IX,Welding Qulification,Code

问题1:QW-255中QW-405.1“+焊接位置”是非重要变素,如何理解?
答:
QW-255是第IX卷中关于熔化极气体保护焊(GMAW)进行焊接工艺评定时需要使用的各类变素的表格,要理解各类变素的使用,先要理解什么是重要变素、什么是附加重要变素和什么是非重要变素,见QW-401.1、QW-401.3和QW-401.4,简述如下:工艺评定中的重要变素是指影响焊缝力学性能(缺口韧性除外)的焊接条件的某一变化;附加重要变素是指影响焊缝缺口韧性的焊接条件的某一变化;非重要变素是指不影响焊缝力学性能的焊接条件的某一变化。(技能评定中变素的定义不同)。WPS中任一重要变素的改变超过该变素的规定范围,要求对该WPS进行重新评定,在焊缝有缺口韧性要求时,附加重要变素作为重要变素看待, 任一附加重要变素的改变超过该变素的规定范围,也要求对该WPS进行重新评定,。而非重要变素的改变则可以修改该WPS而不需要进行重新评定(QW-200.1)。
在QW-255中QW-405.1“+焊接位置”是非重要变素,就是说第IX卷认为在不要求焊缝缺口韧性时,增加某一PQR评定时使用的焊接位置以外的焊接位置,不影响焊缝力学性能(缺口韧性除外),因此不要求对该PQR支持的WPS进行重新评定(要注意的是在其它重要变素都在规定范围内),如评定时使用1G位置,WPS中可以是F以外的H、V或O位置。但请注意:如焊缝有缺口韧性要求,QW-405.2就是重要变素,则只有3G位置的工艺评定才能使用于其它所有位置。

问题2:是根据PQR实际的T确定PWHT的时间,编制WPS时按实际计算,还是考虑覆盖最厚范围确定保温时间,编制WPS时按实际壁厚计算保温时间?
答:
这个问题问得不大清楚,反正是关于PWHT中有关消除应力热处理时的保温时间问题,答复如下:按QW-407.2 的规定,在进行消除应力热处理时,“工艺评定试件的PWHT应当和焊缝在产品中受到的热处理基本相当,在热处理温度下累计(的保温)时间不得少于产品所用时间的80%,但可以在一次热循环中完成”。要注意QW-407.2对于常用的焊接方法来说是附加重要变素,只有在焊缝有缺口韧性要求时,才需要考虑,否则不予考虑。在焊缝有缺口韧性要求时,在对PQR试件进行消除应力热处理时,保温时间要考虑产品中实际使用的保温时间,但可以比最长的保温时间短20%,也就是说评定时的保温时间不能只考虑PQR评定试件的厚度来确定其消除应力热处理的保温时间,否则评定厚度的上限就没有意义了,而对于保温时间的下限没有规定,即产品的保温时间可以比评定试件的保温时间短,为此建议要将PQR试件进行消除应力热处理时的保温时间尽可能长一些。举例来说,如PQR试件厚度为38mm,按第IX卷QW-451.1的规定,对于常用的焊接方法,评定的t T的上限都是200mm。如该工艺要求PWHT,那么对于P-No.1~P-No.4的材料,按第VIII卷第1册,UCS-56.1规定,消除应力热处理的保温时间2小时足够,但当产品的最大焊缝厚度达到200mm时,UCS-56.1规定,消除应力热处理的保温时间需要3.5小时,如果PQR试件只进行了2小时的保温,就只能使用于最大焊缝厚度为50mm以下的产品,更不要说焊缝厚度达到200mm的产品了,如此,原来PQR适用于200mm的厚度就没有意义了。因此,在对PQR试件进行消除应力热处理时,保温时间要考虑评定试件适用的厚度上限,同时还要考虑产品可能有返修或现场安装焊缝,需要重复热处理,尤其要考虑对于冷裂纹敏感钢材,可能需要每条焊缝焊接完成后立即进炉热处理,那么产品的第一条焊缝就要接受最多次数的热处理,如有6条焊缝,那么第一条焊缝就需要最后一条焊缝热处理保温时间的6倍。这里要强调指出的是,在ASME BPV规范中,PWHT消除应力热处理的保温时间是按照产品的最大焊缝厚度,而不是最大母材厚度。
但请注意,这一规定不适用于其它热处理,如正火、淬火等。

问题3:按规定不同厚度厚度热处理保温时间不同,但为了考虑覆盖到200mm厚度,热处理保温时间延长,这对力学性能有影响吗?有些钢种不是保温时间愈长愈好?
答:
消除应力热处理保温时间的长短对接头的性能是有影响的,一般来说,保温时间长了,可能抗拉强度会有些降低,但一般还是可以在合格范围内。这样做只是为了扩大评定的使用范围,并不是说对接头性能有好处。

问题4:薄的厚度按厚的进行热处理保温,实际产品能否按实际厚度进行热处理保温?
答:
我们说的是评定试件要按将来产品可能的最长消除应力热处理保温时间来处理,而产品的消除应力热处理保温时间是按产品规范的规定来进行,是根据实际产品的最大焊缝厚度来确定,但最长消除应力热处理保温时间不能超过评定试件消除应力热处理保温时间的1.25倍,否则就要重新评定。

问题5:一个工件热处理时间共计为6h,可不可以分为2h+4h?
(略)
问题6:区分t T的意义何在?
(略)
问题7:如图1所示,一个圆棒的直径范围如何评定?
(略)
问题8:组合焊缝评定中,若某种焊接方法的焊缝被后面的焊接方法完全熔化了,前面焊接方法的焊缝厚度如何计算?
(略)

问题9:多丝焊焊接一道焊缝是否也是单道焊?
答:
按照QW/QB-492中“焊道”的定义为“沿着接头、熔敷焊缝或基层作前进一次的焊接或表面堆焊作业形成的焊缝”,应该算作单道焊。
问题10:有缺口韧性要求的,工艺评定如果是多道焊,用于承压角焊缝也必须采用多道焊吗?
答:
规范对此没有明确规定,但如果出现这种情况,本人认为承压角焊缝如果单独焊接,下面没有其他坡口焊缝,则也必须采用多道焊。
问题11:热影响区如何确定?其冲击试样的取样方式及位置如何确定?热影响区冲击试验要求在第IX卷中那个章节规定?
(略)

问题12:请问图2(焊接)和图3(钎接)所示的接头,其母材评定范围各是多少?
(略)

问题13:表面加硬层堆焊,方法为手工氧-乙炔焊或氩弧焊,评定试件为200×200×25方板,堆焊层40×5(宽×高),堆焊长度为板长,实际产品为堆焊环形堆焊面,工件在变位器上转动,这种情况下前面的评定是否有效?
答:
如堆焊使用的重要变素分别按QW-252.1和QW-256.1,试件检测按QW-453中有关规定,产品堆焊使用的重要变素在规定范围内,保证堆焊仍然在平焊位置,评定有效。
问题14:工艺评定试验项目(力学性能、无损检测、化学成分)可否全部由本单位独立完成?
答:
当然可以,规范之所以规定可以外协,是由于在美国,为了节约,生产企业一般不建立这些设施,相应地在每一个地区,由一个检测试验中心来完成这些工作,这样做,显然是最经济的。
问题15:按QW-200.4,图4,和图5(SMAW双面多道焊)。它们的焊接评定组合后是否支持图6的接头?
(略)
问题16:埋弧焊焊接材料为F7A4-EM12K,是焊丝与焊剂的组合,当采购焊材时,焊丝为EM12K,焊剂为F7A4-EM12K,对吗?也就是焊剂应该怎么写?
答:
应该写为F7A4-EM12K,并说明只采购焊剂,请参阅AWS-A5.01《填充金属采购指南》。
问题17:如果工艺评定做了一个T=38mm的不要求冲击的工艺评定,它的覆盖范围是5~200mm,现在我采用T=38mm的所有变素要求焊接一块T=5mm的试板增加冲击试验要求,它是否能理解为T=38mm的工艺评定有冲击要求时的覆盖范围也是5~200mm?
(略)

问题18:我公司对Q345B 和Q345E分别进行了不同的工艺评定,因为生产需要,可能要将Q345E代替部分Q345B,能否用Q345B的评定工艺直接焊接Q345E?我们认为Q345E只是供货条件的冲击温度降低了,焊缝能满足Q345B的要求。
(略)

问题19:按QW-,410.9,图7(多层多道)的焊接评定是否支持图8(单道焊)的接头?
(略)

问题20:铸件的弯曲性能很差,比如ZG35CrMoSi,在评定时弯曲合格的判别标准中压头直径如何确定?
(略)

问题21:如图9所示,正面焊2层后反面焊2层完成整条焊缝的焊接,这种情况属于每面单道焊?如果不是,什么叫每面单道焊?
(略)
问题22:如图10所示,正面焊2层后反面焊1层,有冲击要求时,图9的评定是否可以覆盖图10的产品(其它条件不变,只是每侧的层数不一样),如不能,是为什么?
(略)

问题23:锅炉产品所用的材料,在何种条件时需要做冲击试验?
(略)

问题24:SA-516 Gr.70热处理如下:(1)消除应力+热旋(780℃)+正火; (2)消除应力+正火 (3)正火 (4)正火+消除应力。这几种热处理是否可以认为是一类?如不能,以上四种情况分别属于QW-407.1中什么类别?
(略)

问题25:QW-153规定了抗拉强度的合格标准,我公司一产品(SA-516 Gr.70)试板抗拉强度为480MPa,(合格的最低值为485MPa)断在焊缝上,使用的焊接方法为SAW,焊接材料为H10Mn2+SJ431, 焊接材料的质保书强度下限为480MPa,这种情况是否可根据QW-153判定为合格?
(略)

问题26:接头拉伸试样必须要拉断吗?有些试验室拉不断怎么办?
答:
拉伸试样当然必须要拉断。否则强度怎么计算?试验室拉不断说明该试验室的试验设备能力不够,那就再找一个有这样能力的试验室。ASME体系从来不要求试验一定要本单位完成。
问题27:GTAW打底+SAW,T=35mm,接头拉伸试样怎么分开取样?因为GTAW只有3mm。
(略)

问题28:一工件对接接头厚度为250mm,下面10mm使用GTAW打底,上面用SMAW焊满,如图11所示,评定试件如何确定?是否仍然使用38mm厚的板?
(略)
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